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Modelagem de SoftwareOrientado a Objetos

Parte 1 – Princípios de Orientação a Objetos

Continuação

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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE SÃO PAULOCURSO DE ESPECIALIZAÇÃO EM ENGENHARIA DE SOFTWARE

Modelagem de SoftwareOrientado a Objetos

Prof. Maurício Nacib Pontuschka

Modelagem de Software Orientado a ObjetosPrincípios de Orientação a Objetos

O que é modelagem?

Um modelo é uma simplificação da realidade.


Objetivos da modelagem•Ajudar a visualizar o sistema como gostaríamos que ele fosse

•Permitir a especificação da arquitetura e comportamento de um sistema

•Fornecer padrões de desenvolvimento que serve como guia de construção do sistema

•Documentar as decisões tomadas durante o processo de desenvolvimento


Por que modelar?

•Modelos de sistemas complexos são construídos porque nem sempre é possível compreendê-los em sua totalidade

•Modelos auxiliam o entendimento dos sistemas que construímos


Importância da modelagem

Avião de papel Jato militar

Menos importante Mais importante


• Iniciam a codificação diretamente a partir das especificações do projeto.

• Trabalham durante horas e produzem mais código.• Falta de um plano de arquitetura de software.• Desenvolvimento fadado ao fracasso.

Muitas equipes de desenvolvimento desenvolvem seus sistemas como se estivessem construindo aviões de papel


Por que modelar?

•A modelagem é uma tarefa comum em projetos bem sucedidos.


Model Driven Architecture (MDA)• Uma abordagem de utilizar modelos no desenvolvimento de software.

– Separar a especificação de uma operação dos detalhes da forma como o sistema utiliza os recursos da plataforma utilizada.

• Especificar um sistema independentemente da plataforma que o suportará.

• Especificar plataformas.• Escolher uma determinada plataforma para um sistema.• Transformar a especificação de um sistema específica para uma

determinada plataforma.


Pontos de visão do MDA

CIMCIM – Computational Independent ModelO foco está no ambiente do sistema e seus requisitos.

PIMPIM – Platform Independent ModelO foco está na operação do sistema, independentemente da plataforma.

PSMPSM – Platform Specific ModelO foco está na utilização detalhada do sistema em uma plataforma específica.


Quatro princípios da modelagem visual

•O modelo que é criado influencia na forma como o problema é atacado.

•Todo modelo pode ser expresso em vários níveis de precisão.

•Os melhores modelos são os mais próximos à realidade.

•Nenhum modelo único é suficiente.


Principio 1: A escolha do modelo é importante• Os modelos criados influenciam profundamente em como o problema é atacado e como a sua solução é elaborada.

Modelo de ProjetoModelo de Processo Modelo de Implantação


Principio 2: Níveis de precisão podem ser diferenciados• Todo modelo pode ser expresso em diferentes níveis de precisão.

– Quem visualiza o modelo e por que precisam visualizá-lo?

Visão dos desenvolvedores

Visão dos consumidores


Principio 3: Os melhores modelos estão ligados à realidade• Todos os modelos são simplificações da realidade.• Um bom modelo reflete características reais.


Principio 4: Nenhum modelo único é suficiente• Todo sistema (não trivial) é melhor abordado por um conjunto de modelos.

Visão deprocesso

Visão deImplantação

Visão lógica

Visão de Casos de Uso

Visão de Implementação

Usuário FinalFuncionalidade

ProgramadoresGestão de software

Performance, escalabilidade,acoplamento

Integradores de SistemasTopologia do sistema, entrega,

instalação, comunicação

Engenharia de Sistemas

Analistas/ProjetistasEstrutura

Próximos objetivos• Descrever uma abstração, encapsulamento,

modularidade e herança.• Descrever a estrutura física de uma classe.• Descrever o relacionamento entre uma classe e um

objeto.• Definir polimorfismo e generalização.


• O que é um objeto?

• Quatro princípios da OO

• O que é uma classe?

• Polimorfismo e Generalização

• Organizando elementos de modelo


Informalmente, um objeto representa uma entidade que pode ser física, conceitual ou de software.

Entidade física

Entidade conceitual

Entidade de software

Caminhão

Processo químico

Lista ligada


Em uma definição mais formal:Um objeto é uma entidade com uma fronteira bem definida e uma identidade que encapsula estados e comportamento.

Estado é representado por atributos e relacionamentos.Comportamento é representado por operações, métodos e máquinas de estados.

Objeto

Operações

Atributos


Objetos possuem estados

O estado de um objeto é a condição ou situação durante o ciclo de vida de um objeto o qual satisfaz algumas condições, executa alguma atividade ou aguarda algum evento. O estado de um objeto normalmente mudo ao longo do tempo.

Nome: J ClarkID Funcionário: 567138Contratação: 25 de Julho de 1991Área: Finanças

Nome: J ClarkID: 567138DtContr: 07/25/1991Area: Finance

Professor Clark


Objetos possuem comportamentoO comportamento determina como um objeto age e reage. O comportamento observável de um objeto é modelado por um conjunto de mensagens que ele pode responder. (operações que o objeto executa).

Comportamento do Professor ClarkPublicar notas finaisAceitar oferta de cursoCorrigir notas

publ

icar

Notas

Fina

is()

aceitarOfertaDeCurso()

Professor Clark

corrigirNotas()


Um objeto possui identidade

Cada objeto possui uma identidade única, mesmo que o estado do objeto seja idêncico ao de outro objeto.

Nome: “J Clark” Ensina: Biologia

Nome: “J Clark” Ensina: Biologia


Abst

raçã

o

Hier

arqu

ia

Orientação a Objetos

Enca

psul

amen

to

Mod

ular

idad

e


Princípios Básicos de Orientação a Objetos

O que é abstração?São características essenciais de

uma entidade que a distingue de todos os outros tipos de entidade.

Define uma fronteira relativa à perspectiva do observador.

Não é uma manifestação concreta, denota a essência ideal de alguma coisa.


Estudante Professor

Oferta de curso (9:00h, segunda-quarta-sexta) Curso (ex: Álgebra)


Exemplos de Abstação

Favorece a adaptabilidade

O que é encapsulamento? Esconde a implementação dos clientes Clientes dependem da interface.


Professor Clark precisa ser capaz de ministrar quatro turmas no próximo semestre.

publ

icar

Notas

()

aceitarOfertaDeCurso()

Professor Clark

setcargaMáxim

a()

Nome: J Clark

ID: 567138

DtContr: 07/25/1991

Disciplina: Finanças

CargaMáxima:4setCargaMáxima(4)


Exemplo de Encapsulamento

O que é Modularidade?• Quebra algo complexo em partes

gerenciáveis. • Auxilia as pessoas a entender sistemas

complexos.


Exemplo de Modularidade

Por exemplo, quebrar um sistema complexo em módulos menores.

Sistema de cobrança

Sistema de registro de cursos

Sistema de catálogo de cursos

Sistema de gerenciamento de estudantes


Menorabstração

Maiorabstração

Ativo

TítulosGovernamentais

Poupança

Conta Bancária

ContaCorrente

Ações

Valores Mobiliários

Apólices

Elementos em um mesmo nível hierárquico devem estar no mesmo nível de abstração.


O que é hierarquia?

Representação de Objetos em UML

Um objeto é representado por um retângulo com um nome sublinhado.

J Clark : Professor

: Professor

Objeto “nomeado”

Objeto “anônimo”

Professor J Clark



O que é uma classe?Uma classe é uma descrição de um conjuntode objetos que compartilham os mesmos atributos, operações, relacionamentos e semântica. • Um objeto é uma instância de uma classe.• Uma classe é uma abstração que:

evidencia características relevantes.suprime outras características.

ClasseCurso

PropriedadesNome

LocalizaçãoCarga horária

créditosHora de início

Hora de término

ComportamentoAdicionar estudanteRemover estudanteObter lista de nomesIndicar turma lotada


Exemplo de Classes

Representando classes em UML• Uma classe é representada utilizando um retângulo com

três compartimentos:

– O nome da classe

– A estrutura (atributos)

– O comportamento (operações)

Professor- nome- ID : UniqueId- DTContr- status- disciplina- cargaMax

+ publicarNotasFinais()+ aceitarOfertaDecurso()+ setCargaMax()


Relacionamento entre classes e objetos• Uma classe é uma definição abstrata de um objeto.

– Ela define a estrutura e o comportamento de cada objeto da classe.

– Se comporta como um padrão (template) para criação de objetos.

• Classes não são coleções de objetos.

Professor

Professor Meijer

Professor Torpie

Professor Allen


O que é um atributo?• Um atributo é uma propriedade nomeada de uma classe e

descreve um conjunto de valores que as instâncias desta propriedade podem assumir. Uma classe pode possuir um número qualquer de atributos inclusive nenhum.

Atributos

Estudante

-Nome- endereço- ID- nascimento


Atributos em classes e objetos

Classe

Objetos

Estudante- nome- endereço- ID- nascimento

:Estudante

- nome = “M. Modano”- endereço = “123 Main St.”- ID = 9- nascimento = “03/10/1967”

:Estudante

- nome = “D. Hatcher”- endereço = “456 Oak Ln.”- ID = 2- nascimento = “12/11/1969”


O que é uma operação?• Um serviço que pode ser requisitado de um objeto para

afetar seu comportamento. Uma operação possui uma assinatura a qual define a forma e os parâmetros da operação.

• A classe pode ter nenhuma ou muitas operações.

operações

Estudante

+ getTitulação()+ addCalendario()+ getCalendário()+ delCalendário()+ possuiPreRequisitos()


O que é polimorfismo? Habilidade de esconder muitas implementações por

trás de uma única interface.

Fabricante AFabricante B Fabricante C

Princípio OO:Encapsulamento

Controle Remoto


Exemplo: Polimorfismo

Ação Título Fundo de Investimento

getValorCorrente()

instrumentoFinanceiro.getValorCorrente()

getValorCorrente()

getValorCorrente()



O que é sobrecarga?Em uma mesma classe pode possuir operações com o mesmo nome e parâmetros diferentes.Quando isso ocorre dizemos que este método foi sobrecarregado.


O que é sobreposição?• Em uma hierarquia de classes caso exista um

método na sub-classe com a mesma assinatura de um método da classe pai, este se sobreporá o método da super-classe.

O que é Generalização?• Um relacionamento entre classes onde uma classe

compartilha sua estrutura e/ou seu comportamento de uma ou mais classes.

• Define uma hierarquia de abstrações na qual uma subclasse herda elementos de uma hierarquia de superclasses, recebendo como herança suas características e comportamento.– Herança simples.– Herança múltipla.

• É um relacionamento “é um”.


Exemplo: Herança SimplesUma classe é herança de outra.

CorrentePoupança

Superclasse (pai)

Subclasses(filha)

Relacionamento de

generalização

Ancestral

Conta

- balanço- nome- número

+ saque()+ criarDeclaração()

Descendentes


Exemplo: Herança Múltipla

Uma classe pode ser herdeira de várias classes.

Use a herança múltipla somente quando realmente necessário e mesmo assim com muita atenção!

Voadores Animal

CavaloLoboPássaroHelicópteroAvião

Herança Múltipla


O que é Herança?

A herança alavanca as similaridades através das classes.

• Um subclasse herda os atributos, operações e relacionamentos da superclasse.

• Uma subclasse pode:– Adicionar atributos, operações e relacionamentos novos.

– Redefinir operações herdadas. (Use com cuidado!)

• Atributos, operações e relacionamentos, são mostrados no nível mais alto aplicável da hierarquia.


• Um mecanismo de proposta geral para organizar elementos em grupos.

• Um elemento de modelagem que pode conter outros elementos de modelagem.

• Um pacote pode ser usado:– Para organizar o modelo em desenvolvimento.

– Como uma unidade de gestão de configuração.

O que é Pacote?

University Artifacts


Um pacote pode conter classesO pacote Artefatos da Universidade contém um pacote e cinco classes.

Artefatosda

Universidade

CursosOferecidos

Calendário

Professor

Curso

Estudante

Artefatosdos

estudantes


Representação gráfica de um diagrama

<cabeçalho>

<conteúdo>

• Cada diagrama possui um quadro, um compartimento de cabeçalho no canto superior esquerdo e uma área de conteúdo.– Se o quadro não fornecer nenhuma informação adicional, este

pode ser omitido e a borda da área do diagrama fornecida pela ferramenta será o quadro indicado se necessário.


Revisão• O que é um objeto?

• Quais são os quatro princípios de orientação a objetos? Descrever cada um.

• O que é uma classe? Como relacionar classes e objetos?

• O que é um atributo? Uma operação?

• Defina polimorfismo. Forneça um exemplo de polimorfismo.

• O que é generalização?

• Por que usar pacotes?



Dúvidas?

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